(57)【要約】【課題】  面記録密度１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２の磁気ディスク装置に搭載するＭＲヘッドでは、ＭＲ素子高さ精度を±０．０２ｍｍ以下、浮上面の形状精度を±２ｎｍ以下が要求される。【解決手段】  上記課題は、スライダ形態で仕上げ研磨加工を行い、スライダ内に形成されている抵抗検知素子の抵抗値をインプロセスで検出し、検出した抵抗値または抵抗値から換算したＭＲ素子高さ寸法が所定の値に達した場合に研磨加工を停止することで解決することができる。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に絶縁膜を形成した後、該絶縁膜上に磁気記録媒体からの磁気信号を再生するための第１の磁気抵抗効果素子と研磨加工量を計測するための第２の磁気抵抗効果素子とを隣接して形成する素子形成工程と、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とを対にしてひとつのスライダに切断するスライダ分割工程と、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とが形成された面に対して直交する前記基板の面を研磨して浮上面となす研磨工程とを備え、該研磨工程は前記第２の磁気抵抗効果素子の抵抗値を測定し、該第２の磁気抵抗効果素子が所定の抵抗値に達したときに前記浮上面の研磨加工をスライダ毎に終了させることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記素子形成工程において、前記第１の磁気抵抗効果素子は第１の磁気抵抗効果膜及び該第１の磁気抵抗効果膜の両端部で接触させた一組の第１の電極を挟むようにして積層された一組のシールド膜を前記絶縁膜上に配置し、前記第２の磁気抵抗効果素子は第２の磁気抵抗効果膜及び該第２の磁気抵抗効果膜の両端部で接触させた一組の第２の電極のみを前記絶縁膜上に配置してなり、前記第１の磁気抵抗効果膜と前記第２の磁気抵抗効果膜、及び前記第１の電極と前記第２の電極とが各々幾何学的に同一形状であって、同一素材を用いて形成することを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記素子形成工程において、前記第１の磁気抵抗効果膜と前記第２の磁気抵抗効果膜とが、前記絶縁膜上であって同一平面内に形成してなることを特徴とする請求項２に記載の磁気ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記分割工程で切断されたスライダは、前記浮上面に直交する方向に個別に可動可能な研磨治具に装着され、前記スライダの研磨加工量を前記第２の磁気抵抗効果素子の抵抗値を用いて制御することを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気抵抗効果素子を形成した薄膜磁気ヘッドに係わり、特に磁気抵抗効果素子の素子高さ及び浮上面形状を高精度に制御した薄膜磁気ヘッドの構造および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年，磁気ディスク装置においては、小型・大容量化が進んでおり，現在３．５インチと２．５インチサイズのディスクを用いた小型磁気ディスク装置が主流になっている。この小型磁気ディスク装置に使用されている磁気ヘッドのうち、再生出力がディスクの回転速度に依存する磁気誘導型ヘッドでは，ディスクの回転数が小さいために十分な再生出力を得ることが出来ない。一方、磁界の変化によって抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子を用いた磁気抵抗効果型ヘッドでは，再生出力がディスク回転速度に依存しないため，大きな再生出力を得ることができる。また，磁気抵抗効果型ヘッドは，高密度化に伴う狭トラック化に対しても磁気誘導型磁気ヘッドと比べて高い再生出力を得られ、小型化・大容量化に適した磁気ヘッドであると考えられている。
【０００３】
磁気抵抗効果型ヘッドには、ＭＲ(Magneto Resistive)素子を用いたＭＲヘッドとＧＭＲ(Giant Magneto Resistive)素子を用いたＧＭＲヘッド及びＴＭＲ(Tunneling Magneto Resistive)素子を用いたＴＭＲヘッドがある。ここでは、上記の３種類の構造を有する磁気ヘッドを総称してＭＲヘッドと呼ぶ。
【０００４】
ところでＭＲヘッドにおいて、磁界の変化に対応させて磁気抵抗効果素子の抵抗値変化を検出するため，ＭＲヘッドを搭載させたスライダのディスクに対向する面（以下，浮上面と呼ぶ）に磁気抵抗効果素子を露出させて使用する構造が最もディスクに記録された情報信号の再生効率が高い。浮上面に磁気抵抗効果素子を露出させた露出型ＭＲヘッドでは，浮上面加工時に磁気抵抗効果素子の一部を研磨加工することにより浮上面に磁気抵抗効果素子の端部を露出させている。
【０００５】
そして，磁気抵抗効果素子の浮上面に対して直交する方向の寸法を磁気抵抗効果素子の高さ（ＭＲ素子高さ）と呼び，このＭＲ素子高さの寸法が研磨加工によって制御されている。この磁気抵抗効果ヘッドでは，このＭＲ素子高さによって再生出力が変化するため，ＭＲ素子高さのばらつきがそのまま磁気ヘッドの再生出力変動という形で現れる。
【０００６】
一方、再生出力変動の別の要因として、ＭＲヘッドの浮上量の変動がある。ＭＲヘッドは、磁気ディスクの回転により発生する動圧により、十数ｎｍと非常に小さい間隙で浮上しており、この浮上量が変動すると再生出力が変動するという問題が生じる。浮上量を安定にするには、研磨加工において発生するＭＲヘッドの浮上面形状のばらつきを抑制し、常に一定な動圧を作用させることが必須となる。従って、磁気ヘッドの再生出力変動を抑制するためには，研磨加工工程においてＭＲ素子高さを高精度に制御し、かつ浮上面形状を高精度に形成することが必要となる。
【０００７】
このＭＲ素子高さの寸法が小さいほど磁気ヘッドの性能が向上する、すなわちディスクの記録情報を高感度に検出することが出来るので、年々ＭＲ素子高さが小さくなっている。現在、一般のＭＲ素子高さは０．２〜０．６μｍであり、面記録密度１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２以上の磁気ディスク装置では、０．１μｍ以下と言われている。従って、これらに対応してＭＲ素子高さの加工精度は、±０．０２μｍ（面記録密度１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２以上の場合）が要求されると考えられる。
【０００８】
また、面記録密度を向上するには、磁気ディスク上の１ビットの面積を小さくする必要があり、そのためには、磁気ヘッドの浮上量を小さくすることが有効である。面記録密度１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２以上の磁気ディスク装置では、磁気ヘッドの浮上量は５ｎｍ以下になる可能性があり、それを実現するには、磁気ヘッドの浮上面形状の加工精度は±２ｎｍ以下が要求されると考えられる。
【０００９】
ＭＲ素子高さを高精度に研磨する方法として、特許文献１〜３に記載されているように，素子の形成工程においてＭＲ素子とは別に形成した測定用のパターン（抵抗検知素子と呼ぶ）を用い、この測定した抵抗値をＭＲ素子高さに換算する方法が一般的である。そしてその制御方法は、ロウバー内に形成した数１０点の抵抗検知素子の抵抗値から換算したＭＲ素子高さを２次曲線もしくは４次曲線で近似し、この近似曲線の傾き成分、２次曲がり成分、うねり成分が小さくなるように研磨加工中にロウバーに加える荷重を制御する方法が用いられている。
【００１０】
一方、浮上面形状の高精度化に関しては、例えば特許文献４に記載されているように、ＭＲ素子高さの制御研磨加工をしたのちに、ウレタン等の弾性体を介してロウバーを研磨治具に貼り付け、その状態でＭＲヘッドの浮上面を研磨定盤に押し当て、研磨定盤の形状を高精度に浮上面に転写する仕上げ研磨方法が公開されている。
【００１１】
【特許文献１】特開昭６３−１９１５７０号公報
【特許文献２】特開平１０−４９８２８号公報
【特許文献３】特開平１０−２０８２１４号公報
【特許文献４】特開２０００−１５５９２１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記で説明した従来技術では、下記の原因によりＭＲ素子高さの加工精度に誤差が生じるという欠点を有していた。即ち、
（１）基板上に磁気抵抗効果素子と抵抗検知素子を形成する際に使用する露光マスクの形成誤差及びその露光工程における露光誤差。
（２）形成される磁気抵抗効果素子と抵抗検知素子との位置が離れていることによる研磨量の違いに起因する誤差。
（３）浮上面研磨工程において補正しきれないロウバー内のＭＲ素子高さの分布における傾き成分、２次曲がり成分、うねり成分等によって生じる誤差。
（４）抵抗検知素子の抵抗値をＭＲ素子高さに換算する際の誤差。
（５）抵抗検知素子の抵抗値または抵抗値換算ＭＲ素子高さが所定の値に達した時に加工を終了する際に生じる停止寸法誤差。
（６）ＭＲ素子高さを制御して研磨した後にロウバーの形態で実施される浮上面の仕上げ研磨加工を行う際に生じる加工量のばらつき。
【００１３】
上記した誤差要因によって、従来技術を使って磁気抵抗効果素子の高さを±０．０２μｍ以下の精度で行なうことは、小型・大容量の磁気ディスク装置の実現という大きなニーズがあるにも係らず、極めて困難であった。即ち、特許文献２や特許文献３に記載されるように、磁気抵抗効果素子に隣接して研磨量モニター用の抵抗検知素子が設けられているが、研磨はロウバーの状態で行なわれるため、個々の抵抗検知素子で得られた情報を独立して制御し、個別に磁気抵抗効果素子の研磨量にフィードバックすることが困難であった。そのため、実際に得られる磁気抵抗効果素子の素子高さは大きなばらつきを有し、±０．０２μｍ以下という精度を実現することは到底不可能と言わざるを得なかった。
【００１４】
一方、浮上面形状に関しては、ロウバーの状態で浮上面の仕上げ研磨加工を行うために、ロウバーの長手方向のうねりやねじれ等の影響により、部分的に研磨圧力が異なり、その結果、浮上面形状のばらつきが大きくなり、形状精度±２ｎｍ以下を実現するのは困難である。
【００１５】
本発明の目的は、従来技術の欠点を解決し、ＭＲ素子高さ及び浮上面形状を高精度に加工可能な磁気ヘッドの構造とその製造方法を提供すること、及び面記録密度１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２以上に対応したＭＲ素子高さ精度と浮上面形状精度を両立させた磁気ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明では、絶縁膜を形成した基板の上方に第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子とを近接させて形成し、この第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子とが形成された面に対して直交する上記基板の一面を磁気記録媒体に対して対向するスライダ面として、薄膜磁気ヘッドを構成した。
【００１７】
また、上記した第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子とが、各々電極に挟まれて形成された第１の磁気抵抗効果膜と第２の磁気抵抗効果膜を有し、更には各々の磁気抵抗効果膜の端部が上記したスライダ面に露出するように形成されている。そして、２組の電極と磁気抵抗効果膜とが各々幾何学的に同一形状であるように形成した。
【００１８】
また本発明では、第１の磁気抵抗効果素子が下部シールド膜と上部シールド膜とに挟まれて形成された第１の磁気抵抗効果膜を備えて基板の上方に積層形成され、かつこの第１の磁気抵抗効果膜が形成された平面内に第２の磁気抵抗効果素子を構成する第２の磁気抵抗効果膜を形成するようにした。
【００１９】
本発明では、絶縁膜を形成した基板の上方に、第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子とを形成する工程と、前記第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子とを含むようにしてスライダに切断する工程と、該スライダを研磨装置に装着して、前記第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子に直交する面を研磨する工程とを備えており、上記したスライダ毎に研磨を行なうようにした。
【００２０】
このとき、第１の磁気抵抗効果素子を磁気記録媒体からの磁気信号を再生する手段として用い、かつ第２の磁気抵抗効果素子をスライダ面の研磨加工量を計測する手段として用いるようにしてスライダ面の研磨を行ない、この第２の磁気抵抗効果素子の抵抗値を検出して、その抵抗値または抵抗値から換算した第２の磁気抵抗効果素子の高さ寸法が所定の値に達したとき、研磨工程を終了させて薄膜磁気ヘッドを製造した。
【００２１】
また、研磨装置に少なくともひとつ以上のスライダを装着し、スライダ毎に形成された第２の磁気抵抗効果素子の抵抗値を検出して、その抵抗値または抵抗値から換算した第２の磁気抵抗効果素子の高さ寸法が所定の値に達したとき、当該のスライダの研磨が終了するようにした。
【００２２】
さらに、研磨装置にスライダを弾性体を介して装着し、スライダ単位で浮上面の仕上げ研磨加工をすることにより、ロウバーのうねりやねじれ等が浮上面の研磨精度に与える影響を排除し、高精度に定盤形状を個々のスライダの浮上面に転写するようにした。
【発明の効果】
【００２３】
以上で説明したように、スライダ毎に設けた２つの磁気抵抗効果素子の一方をスライダの研磨量計測用に用い、その抵抗値または抵抗値から換算した磁気抵抗効果素子の高さに達したときに当該のスライダの研磨を終了させることによって、高精度に制御された磁気抵抗効果素子の高さを有する薄膜磁気ヘッドを実現することが可能である。それと同時に、スライダを弾性体を介して研磨装置に装着し、スライダ単位で浮上面の仕上げ研磨加工をすることにより、高精度に形成した浮上面形状を有する薄膜磁気ヘッドを実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
先ず、磁気ディスク装置の概要について説明する。図１は磁気ヘッド１とディスク２との配置を説明するための図である。磁気ヘッド１はスライダ３とこのスライダ面４に直交するスライダ３の上に形成された磁気抵抗効果素子５から構成されている。ＣＳＳ(Contact Start Stop)方式の磁気ディスク装置では、磁気記録媒体であるディスク２の回転による動圧を利用して磁気ヘッド１、正確には磁気抵抗効果素子５の端部をディスク２の表面から微小量だけ浮上させ、ディスク２に対して情報の記録または再生を行う。このとき、ディスク２の表面と磁気抵抗効果素子５との間隔を浮上量ｈと定義する。この浮上量ｈが小さいほど記録または再生の効率を高めることが出来る。
【００２５】
次に、磁気ヘッド１について、図２の構造図を用いて説明する。同図において、例えばＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣまたはＳｉＣなどの非磁性体である基板６の表面に誘導型磁気変換素子１０と磁気抵抗効果素子５を、良く知られたスパッタ法等の薄膜形成工程、ホトリソ工程、エッチング加工工程等を用いて形成される。これを短冊状に切断加工を施し、複数個の磁気ヘッドを有するロウバー７を形成する。
【００２６】
さらにこのロウバー７を切断加工することにより、磁気ヘッド１が完成する。このとき、誘導型磁気変換素子１０と磁気抵抗効果素子５とを含むように切断された基板６の一部分がスライダ３であって、誘導型磁気変換素子１０と磁気抵抗効果素子５とが形成された面に対して直交するスライダ３の一面が浮上面４として機能する。
【００２７】
図３は磁気ヘッド１の素子部（誘導型磁気変換素子１０と磁気低効果素子５）の構造を表わす斜視図である。誘導型磁気記録素子１０はコイル８、上部磁性膜９、上部シールド膜１１により構成されており、上部磁性膜９の端部は、スライダ３の浮上面４とほぼ同一面に露出するように配置され、この露出した部分を用いてディスク２に情報の記録を行う。
【００２８】
また、誘導型磁気記録素子１０の近傍には磁気抵抗効果素子５が配置されており、磁気抵抗効果膜１２を挟むように電極１３が形成されている。そして、磁気抵抗効果素子５を用いてディスク２に記録された情報を再生するときのノイズを低減するため、磁気抵抗効果膜１２と電極１３とが上部シールド膜１１と下部シールド膜１４とに挟まれる構造となっている。
【００２９】
ここでは、スライダ３の浮上面４とほぼ直角方向の磁気抵抗効果膜１２の端部から浮上面までの高さ、即ち磁気抵抗効果膜１２の高さをＭＲ素子高さと呼ぶ。このＭＲ素子高さと浮上面４の形状は、研磨加工により形成され、その研磨加工精度がＭＲ素子高さ精度及び浮上面の形状精度を支配する。
【００３０】
ところで、磁気ヘッド１を用いた磁気ディスク装置の記録再生は次のように行われる。
（１）コイル８と上部磁性膜９を用いてディスク２の表面を磁化することにより、必要な情報がディスク２に記録される。
（２）磁化されたディスク２の表面と磁気ヘッド１とを相対的に移動させたとき、ディスク２に書き込まれた磁極Ｓ、Ｎの極性によって、磁気抵抗効果膜１２の抵抗値が変化する。この抵抗値変化を検出することにより、ディスク２の表面に書き込まれた情報が再生される。
【００３１】
以上で述べたように、磁気抵抗効果素子５を有する磁気ヘッド１を用いる場合、ＭＲ素子高さ、即ちスライダ３の浮上面４とほぼ同一面に位置する磁気抵抗効果膜１２の端部から、浮上面４に対してほぼ直角方向の高さ寸法を高精度に研磨加工することが極めて重要である。そこで、以下にＭＲ素子高さを制御しながら高精度に研磨する方法について説明する。
【００３２】
図４は一般に良く知られたロウバー７の外観図である。ひとつの例としてロウバー７は磁気ヘッド１が数１０個連なった形状を有し、個々の磁気ヘッド１に切り離したときに図１に示したスライダ３となる浮上面４と図３に示した磁気抵抗効果素子５がこのロウバー７の状態で研磨加工される。このとき、図５に例示するように、一般的にはロウバー７における個々の磁気ヘッド１の間に設けられた切断部には研磨加工時のＭＲ素子高さを検出するための抵抗検知素子１５が設けられている。
【００３３】
そして、この抵抗検知素子１５の一部が浮上面４の研磨加工によって除去される際にその抵抗値の変化を検出し、検出したこの抵抗値をＭＲ素子高さに換算することにより、ロウバー７内におけるＭＲ素子高さの分布をモニタリングする。このとき、ＭＲ素子高さの分布が均一になるように上記した複数の抵抗検知素子１５で検出された抵抗値を用いてロウバー７に印加する研磨荷重を調節する。
【００３４】
現在主流の磁気ヘッド１の大きさはピコスライダと呼ばれ、磁気ヘッド１の外形寸法は幅１．２ｍｍ、長さ１．０ｍｍ、高さ０．３ｍｍであり、図４に例示したロウバー７の状態では、幅（ｂ）１．２ｍｍ、長さ（Ｌ）４０〜８０ｍｍ、高さ（ｔ）０．３０〜０．３３ｍｍである。ロウバー７の長さが他の寸法と比較して非常に長い理由としては、ロウバー７の長さを長くすることにより１本のロウバー７に含まれる磁気ヘッド１の数を大きくすることが出来、それによって磁気ヘッド１の生産性を向上させることが可能になるためである。
【００３５】
しかしながら、従来技術であるロウバー７の状態で研磨加工を行なう場合、この長さが長くなるに従ってロウバー７の剛性が低下し、ロウバー７内に２次曲り成分と３次曲線以上の高次曲線成分（うねり成分と呼ぶ）が生じ易くなる。上記した２次曲り成分はロウバー７内に設けた抵抗検知素子１５の抵抗値を検出し、その値に基いてロウバー７に印加する荷重を適宜調整することによって、比較的容易に補正することが可能であるが、うねり成分に関しては補正するのが困難である。
【００３６】
図６に面記録密度とトラック幅、ＭＲ素子高さ及びその加工公差の関係を示す。なおトラック幅は、図３に示すＭＲ素子の幅方向の寸法である。図６に示すようにトラック幅及び素子高さは、面記録密度の向上にともない、その寸法は小さくなっている。トラック幅は、リソグラフィ−の露光精度に依存しているのに対して、素子高さはトラック幅の０．８倍で、素子高さの加工公差は素子高さの１／４が一般に求められる。同図に示すように、面記録密度１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２を実現するには、素子高さの加工公差は±０．０２４μｍ以下にする必要がある。
【００３７】
しかしながら、従来の加工方法では、完成した個々の磁気ヘッド１のＭＲ素子高さがばらつく要因は前述した発明における課題の欄で述べたが、特に要因（１）〜（３）、（６）はロウバー７の状態で浮上面を研磨加工する際に生じるものであって、ロウバー７内のうねり成分を十分に補正することが出来ないため、素子高さの加工公差±０．０２４μｍを達成するのは困難である。
【００３８】
次に、浮上面形状の形成方法について、以下に説明する。図７に浮上面形状の概念図を示す。同図に示すように、磁気ヘッドの長手方向の反りをクラウンと称し、磁気ヘッドの短手方向の反りをキャンバーと称する。これらのパラメータの測定は、ＺＹＧＯ社のＮＥＷ  ＶＩＥＷ２００に代表される光干渉型形状測定器を用いる。クラウンは、磁気ヘッド浮上面の長手方向の形状を円筒近似し、その反り量とする。それに対して、キャンバーは、ヘッド浮上面の短手方向の形状を円筒近似し、その反り量とする。凸形状に反るのが正クラウン、正キャンバーである。
【００３９】
従来の浮上面形状の形成方法は、前述した素子高さの制御研磨加工工程の後に、ウレタン等の弾性体を介してロウバーを研磨治具に貼り付け、その状態で浮上面を研磨定盤に押し当て、研磨定盤の形状を浮上面に転写する仕上げ研磨法により形成される。弾性体を用いることにより、ワックス等でロウバーを固定した場合と比較して、接着歪みによる形状精度の劣化が無いこと、及びロウバーの長手方向のうねりを矯正でき、精度良く定盤形状を転写することが可能となる。しかしながら、素子高さの制御研磨加工と同様に、ロウバーの長手方向における高次のうねりを弾性体により矯正することは困難であり、またうねりの影響により、ロウバー内で研磨圧力に分布が生じ、その結果、浮上面の形状精度を高精度に形成することは困難である。
【００４０】
前述したように、クラウン及びキャンバーの加工精度は、磁気ヘッドの浮上量の変動に影響を与える。図８に示すように、面記録密度の向上に伴い磁気ヘッドの浮上量は小さくなり、低浮上を実現するには、クラウン及びキャンバーの加工精度の高精度化が必要となる。同図に示すように、面記録密度１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２を実現するには、浮上面形状であるクラウン及びキャンバーの形状精度は±２ｎｍ以下にする必要がある。
【００４１】
以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的に説明する。
図４に示したロウバーの状態で浮上面４を研磨し、同時にＭＲ素子の高さも制御する場合、上記したロウバーなる形状特有のばらつきが生じる。従って、本発明ではそのばらつき要因を排除することを目的に、スライダの状態で研磨するようにした。即ち、個々のスライダ毎に設けられた抵抗検知素子を用いてその抵抗値を検出し、その結果を逐次研磨条件にフィードバックしながら研磨を行なうようにすれば良い。
【００４２】
本発明の一実施例である磁気ヘッドの斜視図を図９に、また磁気抵抗効果素子の端部が浮上面に露出した状態で、浮上面から見た磁気ヘッドの概略断面図を図１０に示す。上記した磁気ヘッドは、上記の図２〜図５に示した場合と同様の方法で形成されるが、従来の場合との違いは下記の点にある。即ち、ロウバーから切り離されたスライダ３には第１の磁気抵抗効果素子１０１と第２の磁気抵抗効果素子１０２とを近接させて形成した。第１の磁気抵抗効果素子１０１と第２の磁気抵抗効果素子２０１は、各々第１の磁気抵抗効果膜１０２と第２の磁気抵抗効果膜２０２の一部に接触させて、かつ挟みこむようにして形成した第１の電極１０３と第２の電極２０３とを、絶縁膜３０１を有する基板３（切断後のスライダ３）の上方に積層されている。
【００４３】
第１の磁気抵抗効果膜１０２と第２の磁気抵抗効果膜２０２及び第１の電極１０３と第２の電極２０３とは各々幾何学的に同一形状とし、また同一素材を用いて形成した。そして、第２の磁気抵抗効果膜２０２は第１の磁気抵抗効果膜１０２と同一平面内に形成されている。更に、第１の磁気抵抗効果素子１０１は、第１の磁気抵抗効果膜１０２及び第１の電極１０３とを挟むようにして形成した下部シールド膜１０４及び上部シールド膜１０５を備えている。第１の磁気抵抗効果素子１０１と第２の磁気抵抗効果素子２０１との間隔ｄはホトマスクの寸法公差やホト工程での誤差等を考慮して可能な限り小さくすることが望ましい。
【００４４】
情報をディスク２に記録させるための誘導型磁気変換素子１０は第１の磁気抵抗効果素子１０１の上方に上部シールド膜１０５を介して形成されるが、その構造及び形成方法は従来技術と同様であり、ここでは省略する。
【００４５】
次に、スライダの浮上面の研磨加工について説明する。図１１は従来技術と比較して、本実施例における加工プロセスフローを表わす。即ち、
（１）第１の磁気抵抗効果素子１０１、第２の磁気抵抗効果素子２０１、誘導型磁気変換素子１０を備えた基板６をロウバー７の形状に切断する。
（２）第１の磁気抵抗効果素子１０１や第２の磁気抵抗効果素子２０１の形成された面に対して直交する基板６の面を、両面ラップと呼ばれる方法を用いて粗研磨を行ない、ＭＲ素子高さを予め決められた所定の寸法に加工する。
（３）更にこの状態でスライダ３の浮上面４の研磨を行い、ＭＲ素子高さを所定の値に近付ける。即ち、完成した磁気ヘッドのＭＲ素子高さをＨｆとすれば、この工程における研磨加工の目標値Ｈｂは、Ｈｆ＋０．０３〜０．１５μｍ程度である。尚、この工程までは従来技術と同じである。
（４）第１の磁気抵抗効果素子１０１や第２の磁気抵抗効果素子２０１が各スライダに含まれるようにロウバー７を切断する。
（５）スライダを研磨装置に装着し、スライダ毎に第２の磁気抵抗効果素子２０１の抵抗値を検出しながらその結果を研磨装置にフィードバックしながら浮上面４の研磨を行ない、上記の抵抗値またはその抵抗値から換算したＭＲ素子高さがＨｆになるまで研磨加工を行なう。
（６）次に本実施例では浮上面４の表面に、良く知られたイオンミリング法あるいはスパッタ法を用いて浮上用のレールを形成する。
【００４６】
一方、従来技術では、（３）ロウバーの状態で浮上面の加工を行ない、その後に、第２の磁気抵抗効果素子２０１の抵抗値またはその換算したＭＲ素子高さがＨｆになるまで仕上げ研磨加工が行なわれる。しかしながら、数１０の磁気抵抗効果素子が連なったロウバーの状態で研磨が行なわれるため、たとえ第２の磁気抵抗効果素子の抵抗値を検出して、その結果を研磨装置にフィードバックしても当該のスライダ部分にだけ必要な研磨荷重を印加することが不可能である。従って、この場合には目標のＭＲ素子高さＨｆに対して、極めて大きなばらつきが生じてしまうことを避けることが出来ない。
【００４７】
次に、上記した（５）の工程における浮上面の高精度研磨加工方法について、図１２〜図１５を用いて説明する。図１２は本実施例で使用した研磨装置の概念図である。また、図１３は第１の磁気抵抗効果素子１０１及び第２の磁気抵抗効果素子２０１を有するスライダ３を研磨装置に装着したときの概念図である。これらの図において、スライダ３の裏面（第１の磁気抵抗効果膜１０３及び第２の磁気抵抗効果膜２０３が表面に露出していない側の面）をポリウレタン等の粘着性弾性体３０１を貼り付け、研磨冶具３０２の上下シリンダ３０３に固定する。
図１３に示すように、上下シリンダ３０３には例えばフィルム状の回路基板３０４が装着されており、フィルム状の回路基板３０４の端子３０５と図６に示した第２の磁気抵抗効果素子２０１の端子２０４とを、例えばワイヤーボンディング法を用いてワイヤ３０９で結線し、研磨加工中に第２の磁気抵抗効果素子２０１の抵抗値を検出することが出来る。
【００４８】
図１２に示した実施例において、複数個のスライダ３を固定した研磨冶具３０２をラップ研磨装置に取り付け、スライダ３の浮上面４と研磨定盤３０６とが対向するように配置する。研磨加工を行なう前は、アクチュエータ３０７と上下シリンダ３０３とが離れており、また上下シリンダ３０３が例えばコイルバネ３０８により押し上げられた状態にあるので、スライダ面４と研磨定盤３０６とが非接触の状態に置かれている。
【００４９】
図１４はスライダ３を研磨加工しているときの状態を表わす図であって、アクチュエータ２４を用いて上下シリンダ３０３に荷重Ｆを付加することにより、スライダ３の浮上面４と研磨定盤３０６の表面とが接触させる。この状態で砥粒を含まない油性あるいは水溶性の研磨液（図示せず）を研磨定盤３０６上に滴下しながら、研磨定盤３０６を例えば０．１〜２０ｒ／ｍｉｎの範囲で回転させ、研磨冶具３０２を研磨定盤３０６の直径方向または法線方向に例えば１〜３００ｍｍ／ｓの範囲内で往復運動させることによって、浮上面４の表面が研磨される。尚、研磨定盤３０６の表面には、例えば平均粒径が１/２〜１/２０μｍのダイヤモンド砥粒を機外にて定盤表面に埋め込んだ固定砥粒定盤を用いる。
【００５０】
研磨が行なわれている間、スライダ３の上に設けられた第２の磁気抵抗効果素子２０１を用いて第２の磁気抵抗効果膜２０２の抵抗値を適宜あるいは決められたスケジュールに従って測定し、その結果をアクチュエータ３０７にフィードバックされる。そして、図１５に例示するように、第２の磁気抵抗効果素子２０２を用いて測定した抵抗値もしくは抵抗値から換算したＭＲ素子高さが所定の値になったとき、そのスライダ４に研磨荷重を加えていたアクチュエータ３０７を反対方法に作動させ、上下シリンダ３０２に加える荷重をゼロにすることによって上下シリンダ３０２がコイルバネ３０８の復元力により押し上げられる。（図１２において、右端及び４番目の研磨治具が該当する）
このようにして、スライダ３内に形成した第２の磁気抵抗効果素子２０２の抵抗値もしくは抵抗値から換算したＭＲ素子高さが所定の値を有する磁気ヘッド１が完成する。図１５の本実施例に示すように、複数個のスライダ３を一括して研磨加工を行ない、ＭＲ素子高さが所定の値に達したスライダ３から順次加工が終了する。そして、ＭＲ素子高さが所定の値に達しないスライダ３は引続き研磨加工が継続される。研磨冶具３０２に装着した全てのスライダ３の研磨が終了したとき、研磨定盤３０６の回転と研磨冶具３０２の往復運動を停止し、加工が終了する。
【００５１】
以上で説明したように、本実施例で述べた研磨加工法は下記の効果を有し、ＭＲ素子高さ及び浮上面形状を極めて高精度に加工することが可能である。
（１）スライダ毎に、かつ個々のスライダに設けた磁気抵抗効果素子の特性を利用して研磨加工を行なうため、従来技術におけるロウバー毎の研磨加工に起因する加工量のばらつきを低減することが出来る。
（２）スライダ毎に研磨加工を行なうため、その加工を独立して制御することが出来る。
（３）スライダ内に第１の磁気抵抗効果素子（記録再生用）と第２の磁気抵抗効果素子（研磨加工モニター用）とを近接させて形成することにより、両者の離間距離に起因する加工量のばらつきを低減することが出来る。
（４）記録再生用の磁気抵抗効果素子を構成する磁気抵抗効果膜及び電極と同一部材及び同一形状の研磨加工用素子を用いることにより、実質的には記録再生用の磁気抵抗効果素子の研磨加工が可能になる。
（５）研磨加工用の磁気抵抗効果素子はシールド膜を除外したため、研磨加工時に発生するスクラッチ起因のノイズを低減することが出来、抵抗値の高感度測定が可能になる。
【００５２】
即ち、シールド膜が存在する場合、または記録再生用の磁気抵抗効果素子を用いて研磨加工量を測定する場合、磁気抵抗効果膜及び電極を挟んで設けられたシールド膜の間隔は高々８０〜１００ｎｍ程度であるため、研磨加工時のスクラッチによってシールド膜と電極との短絡によって検出すべき抵抗値が本来の抵抗値よりも小さくなって測定される。これによって正確な研磨を行なうことが出来ずに、ＭＲ素子高さの大きなばらつきを発生させる。
（６）スライダ毎に、かつ個々のスライダを弾性体を介して研磨装置に装着し研磨加工を行なうため、従来技術におけるロウバーのねじれや反りに起因する浮上面の形状ばらつきを低減することが出来る。
【００５３】
次に、本実施例に基いて研磨加工を行なった結果について説明する。
図１６は、スライダ毎に設けた第２の磁気抵抗効果素子２０１の抵抗値を検出しながら加工研磨を実施し、研磨終了後に第１の磁気抵抗効果素子１０１の抵抗値を測定した結果を表わす。その結果、スライダ内に形成した第１の磁気抵抗効果素子１０１と第２の磁気抵抗効果素子２０１との抵抗値は極めて良い相関関係にあることが明らかである。
【００５４】
このことは、スライダ内の第１の磁気抵抗効果素子１０１に近接させて設けた第２の磁気抵抗効果素子２０１の抵抗値をモニターしながら加工研磨を行なうことによって、第１の磁気抵抗効果素子１０１、即ち実際の磁気ヘッドにおける磁気抵抗効果素子の抵抗値もしくはＭＲ素子高さを精度良く加工することが出来ると言うことを意味する。
【００５５】
図１７（ａ）、（ｂ）は、従来技術であるロウバーの状態で浮上面の研磨加工を行ない、その後スライダに切断した磁気ヘッドのＭＲ素子高さ（抵抗換算値）とＭＲ素子の抵抗値の分布図である。また、図１８（ａ）、（ｂ）は、本実施例を用いてスライダ毎に研磨加工を施したときのＭＲ素子高さ（抵抗換算値）とＭＲ素子の抵抗値の分布図である。ＭＲ素子の抵抗値は、マクロ社製のΔＶ−Ｈ装置を用い測定した。ＭＲ素子高さは、測定した抵抗値をＭＲ素子高さに換算した値である。
【００５６】
この結果から明らかのように、従来技術におけるＭＲ素子高さは平均値０．２６μｍ、最大値０．３４μｍ、最小値０．１７μｍ、ばらつき（３σ値）０．０９１μｍであるのに対して、本実施例におけるＭＲ素子高さは平均値０．２５μｍ、最大値０．２７μｍ、最小値０．２３μｍ、ばらつき（３σ値）０．０２２μｍである。また、従来技術におけるＭＲ素子の抵抗値は平均値４１．３Ω、最大値６２．３Ω、最小値３１．０Ω、ばらつき（３σ値）１５．４Ωであるのに対して、本実施例におけるＭＲ素子の抵抗値は平均値４２．１Ω、最大値４５．７Ω、最小値３８．９Ω、ばらつき（３σ値）３．７Ωである。
【００５７】
換言すれば、本実施例で説明した磁気ヘッドの構造（図６参照）及びスライダ毎の研磨加工方法（図１２参照）を用いることによって、記録面密度１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２の磁気ディスク装置の実現に必要不可欠なＭＲ素子高さ精度±０．０２４μｍを有する磁気ヘッドを作製することが可能であることを示している。
【００５８】
本実施例を用いて研磨加工した磁気ヘッドを無作為に抽出し、そのサンプリング数とＧＭＲ素子の素子高さのばらつき（３σ）と抵抗値のばらつき（３σ）と平均値のと比の関係を図１９（ａ）、（ｂ）に示す。上記の方法によって作製された磁気ヘッドを無作為に数〜１００個範囲で抽出した場合、抽出数が１０個以上であればＧＭＲ素子の素子高さのばらつき（３σ）は０．０２６μｍとなり、抵抗値のばらつき（３σ）と抵抗値の平均値との比は概略０．１１となる。
【００５９】
この結果から、無作為に１０個の磁気ヘッドを抽出し、そのＧＭＲ素子高さばらつき（３σ）が０．０２６μｍ以下、あるいは抵抗値のばらつき（３σ）と平均値との比が概略０．１１であれば、図１８に示す本実施例を用いた場合の分布と同じといえる。なお、ＧＭＲ素子の抵抗値からＧＭＲ素子高さを算出する換算式が不明の場合、ＧＭＲ素子の部分を集束イオンビーム加工装置（ＦＩＢ）により、素子高さ方向に加工し、その断面からＧＭＲ素子の素子高さを求めても良い。
【００６０】
図２０（ａ）は従来技術における磁気ヘッドの再生出力とＧＭＲ素子の抵抗値との関係を、また図２０（ｂ）は本実施例における関係を表わす。その結果、従来技術においては図１７（ａ）に示したようにＭＲ素子高さのばらつきが大きいので、その結果としてＧＭＲ素子の抵抗値及び再生出力が広範囲に分布する。一方、本実施例においては、図１９（ｂ）に示す如くＭＲ素子高さのばらつきを極めて小さくすることが出来るので、ＧＭＲ素子の抵抗値及び再生出力のばらつきも低減することが可能になる。これによって、磁気ヘッドとして重要な特性のひとつである再生出力の安定した、かつ高信頼度を有する磁気ヘッドを提供することが出来るといっても過言ではない。
【００６１】
図２１（a）、（ｂ）に従来の加工方法であるロウバーの状態で浮上面の仕上げ研磨加工を行った場合の浮上面形状であるクラウン及びキャンバーの分布を示す。また、図２２（ａ）、（b）に本実施例を用いてスライダ毎に研磨加工を施したときの浮上面形状であるクラウン及びキャンバーの分布を示す。なお、クラウン及びキャンバーの測定は、ＺＹＧＯ社の光干渉型形状測定器であるＮＥＷ ＶＩＥＷ２００により測定し、測定長は、クラウンの場合、１．１ｍｍ、キャンバーの場合、０．９ｍｍとした。
【００６２】
この結果から明らかのように、従来技術におけるクラウンは平均値２．９ｎｍ、最大値９．９ｎｍ、最小値−１．８ｎｍ、ばらつき（３σ値）２．３ｎｍであり、キャンバーは平均値−０．７６ｎｍ、最大値３．７ｎｍ、最小値−４．１ｎｍ、ばらつき（３σ値）３．０ｎｍであるのに対して、本実施例におけるクラウンは平均値１．８ｎｍ、最大値３．０ｎｍ、最小値０．５２ｎｍ、ばらつき（３σ値）１．４ｎｍであり、キャンバーは平均値−０．２２ｎｍ、最大値０．９ｎｍ、最小値−１．１ｎｍ、ばらつき（３σ値）１．０ｎｍである。
【００６３】
換言すれば、本実施例で説明した磁気ヘッドの構造（図９参照）及びスライダ毎の研磨加工方法（図１５参照）を用いることによって、記録面密度１００Ｇｂｉｔ／ｉｎ２の磁気ディスク装置の実現に必要不可欠な浮上面の形状精度±２ｎｍを有する磁気ヘッドを作製することが可能であることを示している。
【００６４】
本実施例を用いて研磨加工した磁気ヘッドを無作為に抽出し、そのサンプリング数とクラウンばらつき（３σ）及びキャンバーばらつき（３σ）の関係を図２３（ａ）、（ｂ）に示す。無作為に３０個の磁気ヘッドを抽出した場合、クラウンのばらつき（３σ）は１．４ｎｍとなり、またキャンバーのばらつき（３σ）は１．０ｎｍとなる。この結果から、無作為に３０個の磁気ヘッドを抽出し、そのクラウン（３σ）が１．４ｎｍ以下であり、かつキャンバーのばらつき（３σ）が１．０ｎｍ以下であれば、図２２に示す本実施例を用いた場合の分布と同じといえる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
記録再生用と研磨加工量検出用の磁気抵抗効果素子をスライダ内に形成し、加工量をモニターしながらスライダ毎に仕上げ研磨加工を行なうことによって、高精度に制御されたＭＲ素子高さ及び浮上面形状を有する磁気ヘッドを実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】磁気ヘッドとディスクとの関係を表わす配置図である。
【図２】磁気ヘッドの製造過程を説明するための概念図である。
【図３】磁気ヘッドの構造を説明するための斜視図である。
【図４】磁気ヘッドの連なった状態であるロウバーの概略図である。
【図５】ロウバーを説明するための拡大概略図である。
【図６】磁気ディスク装置の面記録密度とＧＭＲ素子高さ精度の関係を表わす図である。
【図７】磁気ヘッドの浮上面形状（クラウン、キャンバー）の概念図である。
【図８】磁気ディスク装置の面記録密度と磁気ヘッド浮上面の形状精度との関係を表わす図である。
【図９】本実施例である磁気ヘッドの構造を説明するための斜視図である。
【図１０】本実施例である磁気ヘッドの断面構造図である。
【図１１】従来技術及び本実施例における研磨加工プロセスフローである。
【図１２】本実施例であるスライダ毎の研磨加工を行なうための装置概略図（加工前）である。
【図１３】加工装置のスライダ取り付け部の拡大図である。
【図１４】本実施例であるスライダ毎の研磨加工を行なうための装置概略図（加工中）である。
【図１５】本実施例であるスライダ毎の研磨加工を行なうための装置概略図（加工終了）である。
【図１６】第１及び第２の磁気抵抗効果素子における抵抗値相関図である。
【図１７】従来技術におけるＧＭＲ素子高さ（抵抗値換算）とＧＭＲ素子抵抗値の分布図である。
【図１８】本実施例におけるＧＭＲ素子高さ（抵抗値換算）とＧＭＲ素子抵抗値の分布図である。
【図１９】磁気ヘッドのサンプリング数とＧＭＲ素子高さ（抵抗値換算）及びＧＭＲ素子抵抗値のばらつき（３σ）の関係を表す図である。
【図２０】本実施例におけるＧＭＲ素子の抵抗値と再生出力との関係を表わす図である。
【図２１】従来技術におけるクラウン及びキャンバーの分布図である。
【図２２】本実施例におけるクラウン及びキャンバーの分布図である。
【図２３】磁気ヘッドのサンプリング数とクラウン及びキャンバーのばらつき（３σ）の関係を表す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…磁気ヘッド、２…ディスク、３…スライダ、４…スライダ面、５…磁気抵抗効果素子、６…基板、７…ロウバー、８…コイル、９…上部磁性膜、１０…誘導型磁気変換素子、１１…上部シールド膜、１２…磁気抵抗効果膜、１３…電極、１４…下部シールド膜、１５…抵抗検知素子、１０１…第１の磁気抵抗効果素子、１０２…第１の磁気抵抗効果膜、１０３…第１の電極、１０４…下部シールド膜、１０５…上部シールド膜、２０１…第２の磁気抵抗効果素子、２０２…第２の磁気抵抗効果膜、２０３…第２の電極、２０４…抵抗検知用端子、２０５…磁気変換素子の端子、３０１…表面粘着性の弾性体、３０２…研磨冶具、３０３…上下シリンダ、３０４…フィルム状回路基板、３０５…端子、３０６…研磨定盤、３０７…アクチュエータ、３０８…ばね、３０９…ワイヤーボンディングのワイヤー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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